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大陸在MRAM佈局的戰略優勢

中電海康於臨安的存儲晶片研發及小規模試產中試基地專案開工,投資金額為13億人民幣。法新社

一月中中電海康於臨安的存儲晶片研發及小規模試產中試基地專案開工,投資金額為13億人民幣。大陸目前有兩家MRAM公司,上海磁宇以及中電海康。上海磁宇網羅的人才相當可觀,而中電海康已正式投入啟動了。

MRAM對半導體業的重要性自不待言:日本東北大學的MRAM研究執世界之牛耳,日本政府將之視為重拾半導體產業領導權的契機;邏輯業者認為MRAM將來可以應用於邏輯線路,降低能耗;代工業者首先用於嵌入式永久記憶體,今明兩年開始量產。但是大陸為什麼要進入這個新興卻且競爭激烈的領域?我認為有三個重要的理由。

一是目前它不需要太先進的製程,目前所有的代工廠都規劃以40nm或28nm的製程生產。MRAM的記憶單元由一個電晶體和一個磁性穿隧連結(MTJ;Magnetic Tunnel Junction)組成。目前MTJ在30nm以下功能會急遽衰退,所以短期內製程無法進一步微縮。大陸目前已有28nm製程,起跑點基準與其他人平等。

再者MRAM還是個正在快速變動的技術。目前的MRAM技術叫pSTT MRAM(垂直式自旋轉矩移轉MRAM),是MRAM小量問世以來的第三代產品。雖然已有特定領域可以應用,但它所需的寫入電流過大,因而需要比較大的電晶體提供電流,進而導致MRAM的目前的面積縮不下來。目前各方正努力研究新的讀寫機制,讓寫入電流大幅下降,面積、成本也會跟著大幅下降,MRAM才有機會變成原來所標榜的萬用記憶體。由於MRAM仍在快速變動,先進者的優勢不一定能持久,這對於後發者的大陸是有利的。

第三是大陸雄厚的科研力量。MRAM的研發很依賴於自旋電子學以及磁性材料的開發,大陸在此方面的積累相當可觀。翻一翻《Nature》、《Science》這些頂尖的期刊,於這些領域漢語拼音名字作者的數量、比例驚人。現今的研究與發展之間的時程越縮越短,像pSTT MRAM的概念七、八年前才由日本東北大學提出,今年便要量產了。大陸的科研力量在未來的產業技術競爭會扮演相當重要的角色。

所以大陸在幾年前就有二十幾位中科院院士聯名支持發展MRAM。贊成的原因未必與我分析的相同,但是結論是一樣的。要注意的是,這些原因不是錢堆出來的。現在的問題是人家已經跑在前面,台灣的政府與產業怎樣才能在這新的競技場創造獨持的競爭優勢呢?

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。